15 ỨNG DỤNG ROBOT NÔNG NGHIỆP TIÊN TIẾN CÁCH MẠNG HOÁ SẢN XUẤT

Robot nông nghiệp đang trở thành xu hướng tất yếu trong bối cảnh ngành nông nghiệp Việt Nam phải đối mặt với nhiều thách thức như thiếu hụt lao động, biến đổi khí hậu và yêu cầu ngày càng cao về chất lượng sản phẩm. Bài viết này sẽ đi sâu vào 15 ứng dụng của robot trong nông nghiệp tiên tiến nhất hiện nay. Bên cạnh đó, AI FIRST chia sẻ về những tiềm năng to lớn của Robot trong việc thúc đẩy sản xuất nông nghiệp hiệu quả bền vững và nâng cao năng lực cạnh tranh cho các doanh nghiệp 

1. Robot nông nghiệp là gì?

Robot nông nghiệp là một loại máy móc tự động được thiết kế đặc biệt để phục vụ cho các hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp. Các robot này có khả năng thực hiện một loạt các công việc khác nhau như gieo trồng, chăm sóc, giám sát cây trồng và vật nuôi. Một số ví dụ phổ biến về robot nông nghiệp là các máy bay không người lái (drone) được sử dụng để phun thuốc trừ sâu hoặc phân bón; robot tự hành có thể di chuyển trên đồng ruộng để gieo hạt; hoặc các loại robot hái quả được thiết kế để thu hoạch các loại trái cây một cách nhẹ nhàng và hiệu quả.

2. Lợi ích của việc ứng dụng Robot nông nghiệp

Việc ứng dụng robot trong nông nghiệp hiện nay đang mang lại nhiều lợi ích to lớn cho các trang trại, chủ cơ sở sản xuất nông nghiệp. Robot có thể thay thế con người trong các công việc nặng nhọc, lặp đi lặp lại và giải quyết vấn đề thiếu lao động ở các ngành. Một số lợi ích nổi vật có thể kể đến như:

• Tăng năng suất và hiệu quả: Robot có thể hoạt động liên tục, không ngừng nghỉ, với độ chính xác cao, giúp tăng năng suất cây trồng và vật nuôi. Chúng có thể thực hiện các công việc như gieo hạt, tưới nước, bón phân, phun thuốc, thu hoạch… nhanh chóng và hiệu quả hơn so với phương pháp thủ công
• Tiết kiệm chi phí sản xuất: Sử dụng robot giúp giảm chi phí thuê nhân công, chi phí thuốc trừ sâu, phân bón và các nguồn lực khác. Robot có thể hoạt động chính xác, giảm thiểu lãng phí và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên
• Giảm thiểu rủi ro: Robot có thể thay thế con người trong các công việc nguy hiểm và độc hại như phun thuốc trừ sâu, làm việc trong môi trường khắc nghiệt. Điều này giúp bảo vệ sức khỏe của người lao động và giảm thiểu tai nạn lao động.
• Nâng cao chất lượng sản phẩm: Robot có thể thực hiện các công việc một cách cẩn thận, tỉ mỉ, giúp nâng cao chất lượng nông sản. Ví dụ, robot hái quả có thể thu hoạch trái cây một cách nhẹ nhàng, không làm dập nát, đảm bảo chất lượng sản phẩm đến tay người tiêu dùng
• Bảo vệ môi trường: Robot có thể giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường bằng cách sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón một cách chính xác, tiết kiệm, giảm thiểu ô nhiễm các nguồn tài nguyên thiên nhiên
• Quản lý trang trại hiệu quả: Robot và các hệ thống cảm biến giúp thu thập dữ liệu về tình trạng cây trồng, vật nuôi, đất đai, thời tiết. Dữ liệu này được phân tích để đưa ra các quyết định quản lý trang trại hiệu quả hơn, giúp tối ưu hóa sản xuất

3. 15 ứng dụng vượt trội của robot nông nghiệp hiện nay

Robot nông nghiệp tạo nên những giải pháp đột phá, nâng cao năng suất và hiệu quả sản xuất cho các doanh nghiệp, trang trại và hộ gia đình. Dưới đây là 15 ứng dụng tiêu biểu của robot nông nghiệp hiện nay, mỗi ứng dụng mang đến một giải pháp độc đáo cho các thách thức trong ngành:

3.1. Tự động gieo hạt

Robot gieo hạt tự động có khả năng gieo hạt với độ chính xác cao, giúp tiết kiệm thời gian và công sức cho người nông dân. Ví dụ như hệ thống gieo hạt tự động Radicle của Precision Planting (AGCO). Đây là một hệ thống tiên tiến, sử dụng robot để gieo hạt với độ chính xác và tốc độ vượt trội so với phương pháp canh tác thủ công. Radicle có thể được ứng dụng cho nhiều loại cây trồng khác nhau như ngô, đậu nành, lúa mì,... và phù hợp với nhiều quy mô canh tác khác nhau.

3.2. Robot trồng cây con

Robot trồng cây con có thể tự động trồng các loại cây con như rau màu, cây ăn quả với tốc độ nhanh chóng và độ chính xác cao. Ví dụ, robot trồng cây con của công ty Agrobot (Tây Ban Nha) có thể trồng hàng ngàn cây con mỗi giờ, giúp giảm chi phí lao động và tăng năng suất.

Robot được trang bị camera, phần mềm xử lý ảnh và phân tích hình ảnh để nhận diện cây con. Chúng được trang bị cánh tay robot linh hoạt và đầu kẹp giữ cây con. Sau đó, Robot di chuyển đến vị trí trồng đã được lập trình sẵn trên đồng ruộng hoặc trong nhà kính và tiến hành đặt cây, lấp đất. Người vận hành có thể giám sát hoạt động của robot từ xa và can thiệp điều chỉnh thông qua màn hình hoặc thiết bị di động.

3.3. Bón phân và tưới tiêu

Công việc bón phân và tưới tiêu luôn tốn kém nhiều thời gian và đòi hỏi số lượng nhân sự nhiều để tạo ra hiệu quả tốt nhất. Ngày nay, các robot bón phân và tưới tiêu có thể tự động bón phân và tưới nước cho cây trồng theo lịch trình đã được lập trình, đảm bảo cây trồng nhận đủ lượng nước và dinh dưỡng cần thiết. Ví dụ, hệ thống tưới tiêu tự động của công ty Netafim sử dụng robot để tưới nước cho cây trồng một cách chính xác và tiết kiệm nước.

3.4. Robot tỉa cành

Công nghệ robot tỉa cành đang ngày càng trở nên phổ biến trong ngành nông nghiệp hiện đại. Ví dụ như robot tỉa cành cho cây ăn quả được trang bị hệ thống camera và cảm biến để nhận diện cành cây cần tỉa, sau đó sử dụng cánh tay robot với các công cụ cắt tỉa chuyên dụng để cắt tỉa cành một cách chính xác và hiệu quả. Trong khi Robot tỉa cành cây cảnh có khả năng di chuyển linh hoạt trên mọi địa hình, đồng thời được trang bị các công cụ cắt tỉa đa dạng để tỉa cành cây cảnh theo nhiều hình dáng và kích thước khác nhau.

3.5. Robot diệt cỏ

Robot diệt cỏ là một loại robot nông nghiệp được thiết kế để tự động loại bỏ cỏ dại trên đồng ruộng mà không cần sự can thiệp của con người. Chúng được trang bị các công nghệ tiên tiến như trí tuệ nhân tạo (AI), thị giác máy tính và hệ thống định vị GPS để có thể nhận diện và diệt cỏ một cách chính xác, hiệu quả. Một ví dụ điển hình về ứng dụng robot diệt cỏ là robot "Weedy" của công ty EEVE (Đức). Weedy được trang bị camera và AI để nhận diện cỏ dại, sau đó phun thuốc diệt cỏ trực tiếp lên cỏ dại, giúp giảm thiểu lượng thuốc sử dụng và bảo vệ môi trường.

3.6. Máy kéo và máy gặt tự động

Máy kéo và máy gặt tự động là những cỗ máy không thể thiếu trong nền nông nghiệp hiện đại, giúp giảm thiểu sức lao động, tăng năng suất và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Một số thương hiệu máy kéo và máy gặt tự động nổi tiếng hiện nay có thể kể đến như John Deere (Hoa Kỳ); Kubota (Nhật Bản); Fendt (Đức)...Các loại thiết bị này được trang bị các công nghệ tiên tiến như định vị GPS, cảm biến, hệ thống điều khiển tự động để thực hiện các công việc đồng áng một cách chuẩn xác mà không cần sự điều khiển trực tiếp của con người, từ khâu làm đất đến thu hoạch.

3.7. Quản lý cỏ dại

Cỏ dại không chỉ cạnh tranh chất dinh dưỡng với cây trồng mà còn gây khó khăn trong quá trình thu hoạch và làm giảm năng suất cây trồng. Robot đã được ứng dụng vào lĩnh vực nông nghiệp để giúp quản lý cỏ dại một cách hiệu quả và bền vững. Các loại robot này được trang bị hệ thống camera, cảm biến để chụp ảnh và quét khu vực trồng trọt và các công cụ cơ khí như dao cắt, lưỡi cày hoặc hệ thống phun thuốc để loại bỏ cỏ dại. Việc ứng dụng robot trong quản lý cỏ dại là một giải pháp hiệu quả và bền vững cho ngành nông nghiệp. Robot không chỉ giúp giảm chi phí và tăng năng suất mà còn góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe con người. 

3.8. Kiểm tra sức khỏe cây trồng

Một trong những ứng dụng tiềm năng của robot trong nông nghiệp là khả năng kiểm tra sức khỏe cây trồng một cách nhanh chóng và chính xác. Các cảm biến trên robot có thể đo lường các chỉ số như màu sắc lá, kích thước thân, độ ẩm đất, nhiệt độ môi trường và nhiều yếu tố khác. Nhờ khả năng phân tích dữ liệu nhanh chóng và chính xác, robot có thể phát hiện sớm các vấn đề về sức khỏe cây trồng như thiếu chất dinh dưỡng, sâu bệnh hại, hoặc các tác động tiêu cực từ môi trường. Việc phát hiện sớm giúp người nông dân có thể đưa ra các biện pháp can thiệp kịp thời, từ đó giảm thiểu thiệt hại và tăng năng suất cây trồng.

3.9. Robot hái quả trong nhà kính

Robot hái quả có thể tự động di chuyển trong nhà kính, xác định vị trí quả chín và thực hiện thao tác hái quả một cách nhanh chóng, chính xác. Chúng có thể hoạt động liên tục, không ngừng nghỉ, giúp tăng năng suất thu hoạch so với phương pháp thủ công, đặc biệt trong mùa cao điểm thu hoạch. Loại robot này được sử dụng phổ biến để thu hoạch ớt chuông, dâu tây và cà chua ở các nước trên thế giới.

3.10. Tích hợp AI và học máy

Sự kết hợp giữa robot, trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (machine learning) đang mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành nông nghiệp, mang lại những giải pháp đột phá để nâng cao năng suất, giảm thiểu chi phí và bảo vệ môi trường. Robot đóng vai trò như một nền tảng di động, được trang bị hệ thống cảm biến và camera để thu thập dữ liệu về cây trồng, đất đai, thời tiết và môi trường xung quanh. Dữ liệu thu thập được sẽ được xử lý bằng các thuật toán AI và học máy. AI giúp robot nhận diện và phân loại cây trồng, phát hiện sâu bệnh, cỏ dại, và các vấn đề khác. Học máy cho phép robot tự học hỏi và cải thiện khả năng phân tích theo thời gian, từ đó đưa ra các dự đoán chính xác về năng suất cây trồng, nhu cầu dinh dưỡng, và nguy cơ sâu bệnh.

3.11. Drone giám sát

Drone giám sát, hay còn gọi là máy bay không người lái (UAV - Unmanned Aerial Vehicle), là một loại máy bay nhỏ, không có người lái, được điều khiển từ xa. Trong nông nghiệp, drone giám sát giúp người nông dân quản lý sản xuất hiệu quả hơn nhờ phát hiện sớm các vấn đề về cây trồng và vật nuôi cùng như tiết kiệm chi phí thuê nhân công và thời gian.

Drone giám sát có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau trong nông nghiệp, bao gồm:

• Giám sát tình trạng cây trồng, môi trường chăn nuôi và vật nuôi
• Phát hiện sâu bệnh, không gian chăn nuôi
• Đánh giá năng suất cây trồng
• Lập bản đồ đồng ruộng
• Giám sát tưới tiêu
• Phun thuốc trừ sâu

3.12. Nhà máy RoBo

Nhà máy RoBo, hay còn được gọi là nhà máy thông minh, là một nhà máy sản xuất được tự động hóa và số hóa ở mức độ cao. Trong nhà máy RoBo, các công đoạn sản xuất được thực hiện bởi robot và các thiết bị tự động, được kết nối với nhau thông qua mạng lưới internet vạn vật (IoT). Dữ liệu từ các thiết bị được thu thập và phân tích để tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thiểu chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm.

Một số nhà máy RoBo nông nghiệp nổi tiếng trên thế giới phải kể đến như: Trang trại thông minh của Plenty (Mỹ); Trang trại cà chua tự động của Houweling's Tomatoes (Mỹ); Trang trại dưa chuột tự động của Spread (Nhật Bản); Trang trại chăn nuôi bò sữa tự động của Lely (Hà Lan).

3.13. Robot vắt sữa 

Robot vắt sữa là một công nghệ tiên tiến được sử dụng trong ngành chăn nuôi bò sữa,  có thể hoạt động liên tục 24/7, giúp giảm chi phí lao động, tăng năng suất và cải thiện chất lượng sữa. Không chỉ tự động vắt sữa, robot này có có chức năng tích hợp như theo dõi sức khoẻ bò sữa, cung cấp thức ăn và quản lý đàn bò hiệu quả hơn. Tại Việt Nam, trang trại bò sữa TH True Milk cũng là một trong các nhà máy có hệ thống robot vắt sữa hiện đại, hoạt động hiệu quả để tự động hóa quá trình vắt sữa, giúp tăng năng suất và chất lượng sữa.

3.14. Shepherd và Guard

Trong lĩnh vực nông nghiệp chăn nuôi, Shepherd và Guard thường được dùng để chỉ hai loại robot hoặc hệ thống tự động có chức năng hỗ trợ và bảo vệ đàn vật nuôi. Đây không phải là tên gọi chính thức của một loại robot cụ thể mà tên mang tính ẩn dụ, mô tả vai trò của từng loại hình robot tương tự như người chăn cừu (Shepherd) và người bảo vệ (Guard).

• Shepherd trong nông nghiệp là một loại robot tự động hóa hoặc hệ thống điều khiển giúp quản lý và di chuyển đàn vật nuôi (gia súc, gia cầm) từ khu vực này sang khu vực khác.
• Guard trong nông nghiệp là một hệ thống giám sát hoặc robot có chức năng bảo vệ đàn vật nuôi khỏi các mối nguy hiểm, bao gồm cả động vật hoang dã, kẻ trộm hoặc các điều kiện môi trường bất lợi.

Ví dụ như công ty Agrobot (Tây Ban Nha) đã phát triển một loại robot tự hành có tên gọi là "Agrobot Shepherd" có khả năng tự động lùa đàn gia súc. Robot này được trang bị hệ thống cảm biến và camera để nhận diện và di chuyển theo đàn bò, đàn cừu.

3.15. Robirds

Robirds là một loại robot chim được thiết kế và phát triển bởi công ty Clear Flight Solutions (Hà Lan). Chúng có hình dáng và kích thước tương tự như các loài chim săn mồi như chim ưng hoặc chim diều hâu. Điểm đặc biệt của Robirds là chúng có khả năng bay lượn trên không trung một cách tự nhiên, giống như chim thật. Robirds được sử dụng trong nông nghiệp với mục đích chính là xua đuổi các loài chim gây hại như chim sẻ, chim sâu… bảo vệ mùa màng và giảm thiểu thiệt hại cho nông dân. Robirds hoạt động bằng cách bay lượn trên đồng ruộng hoặc vườn cây, tạo ra sự hiện diện của một "kẻ săn mồi" giả, khiến các loài chim đó sợ hãi và tránh xa khu vực đó.

4. Thách thức ứng dụng Robot nông nghiệp

Việc ứng dụng robot trong nông nghiệp mang lại nhiều lợi ích tiềm năng, nhưng cũng đi kèm với không ít thách thức. Dưới đây là một số thách thức chính trong việc ứng dụng robot nông nghiệp hiện nay:

• Chi phí đầu tư cao: Robot nông nghiệp và các thiết bị đi kèm thường có giá thành rất cao, vượt quá khả năng chi trả của nhiều nông dân. Việc triển khai robot nông nghiệp đòi hỏi đầu tư lớn vào cơ sở hạ tầng (ví dụ: nhà xưởng, hệ thống điện), đào tạo nhân lực và bảo trì, bảo dưỡng.
• Công nghệ phức tạp: Robot nông nghiệp thường được trang bị công nghệ hiện đại, đòi hỏi người vận hành phải có kiến thức và kỹ năng chuyên môn nhất định. Việc bảo trì, sửa chữa robot nông nghiệp đòi hỏi kỹ thuật cao và phụ tùng chuyên dụng, gây khó khăn cho người nông dân.
• Tính ứng dụng hạn chế: Hiện nay, robot nông nghiệp chủ yếu được ứng dụng cho các loại cây trồng, vật nuôi phổ biến, chưa có nhiều giải pháp cho các loại cây trồng, vật nuôi đặc sản.
• Khó thích ứng với điều kiện thực tế: Robot nông nghiệp thường được thiết kế trong điều kiện lý tưởng, gặp khó khăn khi ứng dụng vào thực tế sản xuất với nhiều yếu tố biến động (ví dụ: thời tiết, địa hình)

5. Tiềm năng của Robot nông nghiệp trong tương lai

Sự phát triển của robot nông nghiệp đang mở ra một tương lai đầy hứa hẹn cho ngành nông nghiệp, hứa hẹn mang lại những thay đổi mang tính cách mạng trong cách chúng ta sản xuất và quản lý lương thực. Dưới đây là một số tiềm năng và xu hướng chính của robot nông nghiệp trong tương lai:

5.1. Nền nông nghiệp tối ưu hoá toàn diện

Robot nông nghiệp được trang bị các cảm biến và công nghệ AI tiên tiến, có khả năng thu thập và phân tích dữ liệu về cây trồng, đất đai, thời tiết,... từ đó đưa ra các quyết định chính xác về lượng nước, phân bón, thuốc trừ sâu cần thiết, giúp tối ưu hóa sản xuất và giảm thiểu lãng phí. Các robot có thể nhận diện từng cây trồng riêng biệt và cung cấp các biện pháp chăm sóc phù hợp với nhu cầu của từng cây, giúp cây trồng phát triển tối ưu và tăng năng suất.

5.2. Nông nghiệp tự động hóa hoàn toàn

Trong tương lai, các trang trại có thể hoàn toàn tự động hóa nhờ robot, từ khâu gieo trồng, chăm sóc đến thu hoạch và vận chuyển. Điều này giúp giảm thiểu sức lao động của con người, đặc biệt trong bối cảnh thiếu hụt lao động nông nghiệp. Robot có thể hoạt động liên tục, không ngừng nghỉ, giúp tăng năng suất và hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

5.3. Nông nghiệp bền vững

Robot nông nghiệp có thể giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường bằng cách sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón một cách chính xác và tiết kiệm, giảm thiểu ô nhiễm. Ứng dụng robot trong nông nghiệp hiệu quả còn giúp các doanh nghiệp và hộ gia đình giúp tiết kiệm nước, năng lượng và các nguồn tài nguyên khác trong quá trình sản xuất nông nghiệp.

5.4. Ứng dụng AI và IoT

Trí tuệ nhân tạo (AI) sẽ được tích hợp sâu rộng vào robot nông nghiệp, giúp robot có khả năng tự học, tự thích ứng và đưa ra các quyết định thông minh hơn. Ngoài ra, các thiết bị IoT sẽ được kết nối với robot nông nghiệp, tạo thành một hệ thống thông minh, cho phép thu thập và chia sẻ dữ liệu, giúp người nông dân quản lý trang trại một cách hiệu quả hơn. Bên cạnh đó, xu hướng sử dụng công nghệ hình ảnh 3D sẽ được sử dụng để nhận diện và phân tích cây trồng sẽ giúp robot thực hiện các công việc phức tạp như tỉa cành, hái quả một cách chính xác.

Sự phát triển của robot nông nghiệp đánh dấu một bước tiến quan trọng trong quá trình hiện đại hóa ngành nông nghiệp Việt Nam. Việc ứng dụng robot không chỉ giúp giải quyết các bài toán về năng suất, chi phí, chất lượng mà còn góp phần quan trọng vào xây dựng một nền nông nghiệp thông minh, bền vững và thân thiện với môi trường. Hy vọng rằng, thông qua bài viết này của AI FIRST, các doanh nghiệp đã có cái nhìn tổng quan về tiềm năng của robot trong nông nghiệp và có thể đưa ra những quyết định đầu tư sáng suốt, đón đầu xu hướng công nghệ mới.